ETUDE DU COMPORTEMENT RHEOLOGIQUE DES BETONS AUTOPLAÇANTS LOCAUX.

Abstract

Les bétons autoplaçants (BAP) constituent l’une des plus importantes avancées de ces dernières décennies dans le domaine des matériaux de construcDon. Grâce à leurs propriétés innovantes, les industriels du BTP qui l’utilisent, s’offrent de nombreuses possibilités d’optimisation, tant au niveau de la qualité ; mais aussi sur le plan de la productivité. Cela n’est en tout cas possible, qu’en utilisant une grande quantité de liant, notamment le ciment portland, dont la fabrication contribue de façon importante aux émissions de CO2. Ainsi, la formulation de ce type de béton, à forte charge d’additions est une voie de recherche d’actualité. Le premier objectif de cette thèse consiste à développer une nouvelle approche pour la formulation des BAP en se basant sur les caractéristiques intrinsèques des matériaux utilisés, en vue d’éviter l’utilisation d’abaques ou des formules empiriques de la littérature qui sont souvent inadaptés pour tous les gisements de matériaux granulaires disponibles. Cette approche est basée d’une part sur l’optimisation de la compacité du squelette granulaire dont la matrice est obtenue en utilisant un modèle théorique basé sur l’empilement des classes granulaires poly-dispersés et de leurs interactions et prend en considération d’autre part les récentes exigences normatives intégrant la démarche performantielle et les critères de durabilité (norme 206/CN). Le second objectif s’intéresse à étudier le comportement rhéologique des BAP, à l’aide d’un rhéomètre coaxial de type vane, en se focalisant particulièrement sur l’incidence du squelette granulaire : facteur de compactage (PF) et le rapport G/S, ainsi qu’à la substitution du ciment portland par des additions minérales abondantes dans la région (fillers calcaires et pouzzolane naturelle) à des taux importants pouvant atteindre 50%. Les résultats obtenus ont montré que la variation respective du PF dans l’intervalle (1,12 - 1,16) et G/S entre 1 et 1.1, permet d’obtenir avec les matériaux granulaires testés, des bétons dont les propriétés rhéologiques s’inscrivent dans le domaine de l’autoplaçance. Aussi, il ressort du programme expérimental élaboré, qu’il est possible de produire des bétons auto-plaçants écologiques en utilisant un CEM II/A avec de forts taux de substitution massique du ciment par du filler calcaire et pouzzolane naturelle allant jusqu’à 30%. L'utilisation des fillers calcaires s’avère être plus intéressante puisqu’elle offre les meilleures performances rhéologiques. Les BAP étudiés ont montré qu’ils sont proches, par rapport aux caractéristiques rhéologiques mesurées, du modèle non linéaire de Bingham modifié, particulièrement à celui du modèle rhéofluidifiant. Enfin, l’étude numérique à l’aide du logiciel Gambit Fluent valide l’utilisation de l’agitateur utilisé en tant que rhéomètre simple et surtout pratique.